Les chercheurs ont conçu une batterie de qualité militaire puissante et sûre qui peut également être utilisée à la maison. La nouvelle technologie ouvre la porte au développement de batteries 4 volts sûres, puissantes, durables et efficaces. La dernière batterie au lithium-ion a été développée par des experts en technologie du Laboratoire de recherche de l’armée américaine et des chercheurs de l’Université du Maryland. La technologie combine la densité énergétique des batteries Li-ion SOA, mais ne présente aucun risque pour la sécurité. La solution eau-sel unique garantit que les batteries restent sûres, sans risque d’incendie ou d’explosion. Les batteries ont également été conçues pour atteindre quatre volts, ce qui les rend adaptées aux appareils électroniques domestiques tels que les ordinateurs portables.

Les piles rechargeables telles que les piles lithium-ion non aqueuses fournissent une énergie élevée, mais elles ne sont pas toujours sûres, en particulier en cas d’abus mécaniques sévères. Des batteries plus sûres, comme un hydrure métallique de nickel / métal, émettent moins d’énergie. Les chercheurs ont trouvé un moyen d’obtenir le meilleur des deux mondes aérobie.

Les tentatives précédentes pour concevoir des batteries puissantes et sûres ne pouvaient pas contourner le «défi cathodique». L’électrolyte aqueux se dégraderait facilement à une extrémité car il est fait de graphite ou de lithium métal. Cela a seulement permis à la batterie de posséder jusqu’à trois volts au mieux. Pour obtenir les batteries jusqu’à quatre volts, les chercheurs de l’Université du Maryland ont conçu un nouveau revêtement d’électrolyte gel polymère. Une fois que le nouveau revêtement est appliqué sur le graphite ou l’anode de lithium, les molécules d’eau commencent à s’éloigner de la surface de l’électrode. Après la première charge, ce revêtement se décompose en un mélange fin, séparant l’anode solide de l’électrolyte liquide. Le mélange, appelé interphase, protège l’anode des réactions qui affaiblissent sa puissance. La protection de gel permet à la batterie de circuler plus efficacement et d’atteindre une plus grande densité d’énergie.

« L’innovation clé ici est de faire le bon gel qui peut bloquer le contact de l’eau avec l’anode afin que l’eau ne se décompose pas et puisse également former la bonne interphase pour supporter les performances élevées de la batterie », explique Chunsheng Wang, Chemical & amp; Génie biomoléculaire à l’école de génie A. James Clark de l’Université du Maryland.

Les batteries sont également durables dans cet aspect. Si la couche d’interphase est endommagée, la réaction résultante est ralentie entre l’anode au lithium ou au graphite lithié. L’invention de gel ralentit les réactions, en empêchant le tabagisme, le feu, ou l’explosion qui est typiquement vue quand le contact direct est fait avec l’électrolyte à l’intérieur. (Connexes: percée de la batterie de magnésium signifie que les batteries ne vont pas exploser.)

«C’est la première fois que nous sommes en mesure de stabiliser des anodes vraiment réactives comme le graphite et le lithium dans des milieux aqueux», explique le Dr Kang Xu, auteur chevronné. « Cela ouvre une large fenêtre sur de nombreux sujets en électrochimie, y compris les batteries ion-sodium, les batteries au lithium-soufre, les chimies ioniques multiples impliquant le zinc et le magnésium, ou même la galvanoplastie et la synthèse électrochimique; nous ne les avons pas encore complètement exploré. « 

L’équipe de recherche cherche actuellement des moyens de réduire les dépenses de matériel tout en peaufinant la mécanique interne de la batterie pour augmenter le nombre de cycles de performance complets. Ils croient qu’ils peuvent augmenter le nombre de cycles de cinq à dix fois, jusqu’à 500 cycles. Ils ont dit que la technologie de la batterie sera prête pour la commercialisation dans environ cinq ans.

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